Zplyňování biomasy a tříděného tuhého odpadu s výrobou elektrické energie pomocí turbosoustrojí

Transkript

1 Zplyňování biomasy a tříděného tuhého odpadu s výrobou elektrické energie pomocí turbosoustrojí Pilotní jednotka EZOB Programový projekt výzkumu a vývoje MPO IMPULS na léta Projekt ev. č.: FI-IM5/156 Řešitel: Spoluřešitelé: ATEKO a.s., Hradec Králové První brněnská strojírna Velká Bíteš, a.s. VUT Brno - fakulta strojní VŠCHT Praha - Fakulta vody a ochrany ovzduší VŠB TU Ostrava - Výzkumné energetické centrum Umístění v Ekologie s.r.o., Lány 1

2 Zplyňování biomasy a tříděného tuhého odpadu s výrobou elektrické energie pomocí turbosoustrojí Tento projekt je realizován za finanční podpory z prostředků státního rozpočtu prostřednictvím Ministerstva průmyslu a obchodu 2

3 Z historie: ATEKO a.s. se dlouhodobě zabývá problematikou zplyňování paliv Program BIOFLUID NÁHRADA KLASICKÝCH PALIV DŘEVOPLYNEM ČÁSTEČNÁ NÁHRADA ZEMNÍHO PLYNU V CEMENTÁRNÁCH A VÁPENKÁCH 3

4 Biofluid Provozní schéma a řízení provozu Prachovice Energoplyn1460 m 3 /h 5,65 mj/m 3 n 2,68 MW Surovina TTS 700 kg/h 17 MJ/kg 2,3 MW 4

5 Složení plynu (%) Surovina: Dřevní odpad TTS CO 2 14,0 15,0 H 2 O 6,8 15,0 CO 13,6 13,0 H ,5 CH 4 3,0 3,5 N 2 55,0 53,8 O 2 0,7 0 C 2 H 4 0 2,5 H 2 S 0 0,5 HCl 0 0,14 Vyšší uhlovodíky 1,8 0,1 5

6 BIOFLUID realizace Skotnice Prachovice VUT Brno 6

7 BIOFLUID Další moţností vyuţití vyrobeného energoplynu je přímá náhrada klasických paliv (zemní plyn, propan-butan, topné oleje, mazut aj.) při provozu vápenek, cihelen, keramiček, ţíhacích pecí a všude tam, kde jsou tato paliva spalována. Při těchto aplikacích není nutné energoplyn ochlazovat a jeho čištění od tuhých částic je zajištěno cyklonovým odlučovačem. Případné zbytkové dehtovité látky jdou spolu s plynem k přímému spálení. Celková účinnost procesu 85 % Výhřevnost energoplynu 5-7 MJ/Nm3 7

8 Zplyňování biomasy a tříděného tuhého odpadu s výrobou elektrické energie pomocí turbosoustrojí EZOB Cílem projektu je návrh a instalace koncepčně nové kogenerační soustavy. Na místo spalovacího motoru je vyuţito jednohřídelového turbosoustrojí NETZ, které dodává firma PBS Velká Bíteš ve spolupráci s firmou UNIS Brno Toto řešení nevyţaduje ochlazování energoplynu a jeho čistění od dehtů 8

9 základní koncepce navrhované technologie: zplyňovací jednotka (vhodný typ dle poţadovaného výkonu) spalovací komora pro spálení plynu výměník tepla spaliny - vzduch jednohřídelové horkovzdušné turbosoustrojí 9

10 procesní schéma 10

11 Do zplyňovacího generátoru je dávkováno pevné palivo. Vzniklý plyn je odváděn do spalovací komory, kde se smísí se spalovacím vzduchem a dojde k jeho vyhoření. Za spalovací komorou je nainstalován výměník spaliny-vzduch. V něm dojde k předání tepla. Vzduch proudící přes výměník bude nejprve stlačen kompresorem, po ohřátí bude přiveden do turbíny. Vzduch na výstupu z turbíny bude mít stále ještě vysokou teplotu, proto bude pouţit jako zplyňovací a spalovací vzduch. Zbývají mnoţství horkého vzduchu bude zavedeno ve vhodném místě do výměníku spaliny-vzduch 11

12 Hlavní výhoda Odpadá tak nákladné čištění plynu od prachu a dehtu, neboť turbína přichází do styku jen s čistým vzduchem. Není nutné sledovat jako hlavní kritérium při volbě zplyňovací technologie čistotu plynu. 12

13 Zplyňovací generátor Je pouţita modifikace zplyňovací jednotky od firmy GEMOS 13

14 Spalovací komora a výměník konstrukce ATEKO a.s. 14

15 3D model pilotní jednotky 15

16 Výstavba pilotní jednotky ve firmě Ekologie s.r.o., Lány 16

17 Výstavba pilotní jednotky ve firmě Ekologie s.r.o., Lány 17

18 Turbosoustrojí Modifikace turbosoustrojí s expanzní turbínou První brněnská strojírna Velká Bíteš, a.s. - Jednotka TGU 100B 18

19 Zkušební provoz pilotní jednotky ve firmě Ekologie s.r.o., Lány 19

20 Napojení jednotky EZOB na rozvodnou síť (frekvenční měnič) 20

21 Řízení provozu Obrazovky řídícího panelu 21

22 Termodiagnostické měření 22

23 Konečné uspořádání pilotní jednotky 23

24 Parametry jednotky EZOB Spotřeba paliva - štěpka 100kg/hod Tepelný výkon spaliny pro sušárny kw/h Výroba elektřiny pro dodávku do sítě kw/h 24

25 Presentace projektu IV. Mezinárodní konferenci BIOLOGICKY ROZLOŢITELNÉ ODPADY 2008 Náměšť n/o Veletrh technologií pro ţivotní prostředí a obnovitelných zdrojů energií IFEST 2008, Gent, Belgie 15. ročník veletrhu invencí pořádanou v rámci Inovace 2008 Týden výzkumu, vývoje a inovací v ČR 2008 v Praha Odpady 21 - odpadové hospodářství středoevropských zemí Ostrava 2009 Publikace: odborný článek 3. Ročník 2/2009 Zplyňování biomasy a odpadu GENERA, Madrid , Španělsko Mezinárodní veletrh energií a ţivotního prostředí 13th Conference on Environment and Mineral Processing & Exhibition Ostrava Mezinárodní sympozium INOVACE 2009, 2009, Praha Seminář Nové technologie EVO pyrolýzou a spalováním EKIS Jihlava

26 ATEKO a.s. Kontakt: Resslova Hradec Králové Česká republika tel: fax:

27 ATEKO a.s. Děkuji za pozornost Ing. Miloš Jelínek, CSc. 27